(57)【要約】【課題】  気密容器内に慣性球７と接点部材６を設け、慣性球７が接点部材の可動接点６Ａに接触・開離することで接点が開閉される加速度スイッチにおいて、慣性球のふらつき動作による誤動作を防止する。【解決手段】  加速度スイッチ１は可動接点６Ａの間に位置するように制動部材９の制動部９Ａが設けられ、この制動部材９は気密容器のハウジング５と同電位とされているとともに複数設けられた制動部９Ａが慣性球の動きを弾性的に受ける。慣性球７の転動時において制動部材９Ａと慣性球の接触する位置は可動接点６Ａと慣性球との接触する位置よりもハウジング中央側に位置している。そのため慣性球は可動接点と接触しない位置関係においても制動をかけられることでふらつき動作は早期に収束し、それに伴う判定装置の誤動作につながるような信号の発生が抑えられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ円形の金属板のほぼ中心に穿たれた孔に電気絶縁性の充填材によって導電リード端子を貫通し気密に固定した蓋板と、
有底筒形の導電性のハウジングを有し、
該ハウジングの底面にはほぼ中心部から外側に向かって同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成され、
前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が気密に固着されて密閉容器を形成し、
蓋板の容器内側の前記リード端子端部には導電端子ピンを中心としてほぼ同心円状に接触部を配設する複数のしなやかな弾性を有した可動接点を持つ導電材製の接点部材が導電的に固着され、
前記密閉容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿勢において静止時には重力によりハウジング底面のほぼ中央部に位置するように収納され、
振動を受ける事により慣性球がハウジングの内周側面方向へと転動し容器の中心側から接点部材と接触してその可動接点を変位させるとともにハウジングと接点部材との間を慣性球を介して電気的に接続するように構成された加速度スイッチであり、
前記複数の可動接点の間には弾性を有する制動部材が配置され、
この制動部材は慣性球の転動時にはその動きを収束させるように容器中心方向へ付勢するとともにハウジングと同電位とされていることを特徴とする加速度スイッチ。
【請求項２】
慣性球の転動時において制動部材と慣性球の接触する位置が可動接点と慣性球の接触する位置よりもハウジング中央側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の加速度スイッチ。
【請求項３】
制動部材は慣性球に常時接触していることを特徴とする請求項１または２に記載の加速度スイッチ。
【請求項４】
前記ハウジングの内周側面には内側に突出した衝接部が設けられ、
衝接部の突出量は慣性球がハウジング底面上を転動する際に衝接部の頂点に接触したときには慣性球が接点部材との接触を解くように設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加速度スイッチ。
【請求項５】
複数の衝接部がハウジング内面に均等な間隔で配設されていることを特徴とする請求項４に記載の加速度スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感震器などに使用される加速度スイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属容器内に慣性体として鋼球などの金属球を使用した加速度スイッチとしては例えば特許２８９２５５９号の感震器や特許２８８７５５６号の加速度応動スイッチなどがある。
【０００３】
これらの加速度スイッチは一方の電極である金属製のハウジング底面に慣性球が配置され、通常この慣性球はハウジングの中央に静止している。また慣性球の周囲には他方の電極である接点部材の複数の接触部分が全周にわたって均等に配置されている。この接触部分は可撓性を有した可動接点であり、慣性球との接触を弾性的に行うようにされている。またこの可動接点は加速度スイッチの動作特性に方向性を持たせないように慣性球の周囲に比較的密に配置したことで、加速度スイッチが所定値以上の加速度を受けた際には確実に慣性球が接触する。慣性球はハウジングの中央に配置されている間はこの接点部材とは接触せず、加速度スイッチの電極間は絶縁状態とされ導通はない。
【０００４】
この加速度スイッチが加減速や振動などを受け水平方向にかかる加速度が所定の値を越えると、慣性球がハウジング底面上を転動し、その周囲に設けられた可動接点と接触する。このように可動接点に慣性球が接触すると導電体である慣性球を介して、または変位した先端部が直接ハウジングに接触することで電極間は電気的に接続される。
【０００５】
このような加速度スイッチを地震などの振動検出に使用する場合について説明する。地震検出において想定される振動加速度においては慣性球はハウジング内部で概ね往復運動をするので慣性球は可動接点との接触開離を繰り返し、振動の周波数や大きさに応じた信号が断続的に発生する。そのためこの信号の持続時間や回数などから判定装置が所定の大きさ以上の地震かどうかを判定する。例えば加速度スイッチが設置された機器に人や物が当たるなどして衝撃による外乱が加えられた場合、加速度スイッチに与えられる振動周波数は装置の共振周波数に依存するが、通常は地震による振動周波数よりも明らかに高いため、接点開閉時に断続する信号の持続時間は地震によるそれよりも充分に短く、判定装置は地震との区別をすることができる。また加速度装置を取付けた装置が転倒した場合にも判定が可能なように、信号が一定時間以上連続した場合には転倒または傾斜とみなして異常判定をする。
【０００６】
ところが加速度スイッチが設置された機器、例えばガスメータなどに人や物が当たるなどして比較的大きな外乱が直接加えられた場合、この判定装置が地震等の異常と誤判定してしまう場合があった。これは特許２８９２５５９号のようにハウジングの内側面が単なる円筒形とされたものにおいては、衝撃加速度を受けた慣性球がハウジングの内周面に沿って回転してしまい、常にいずれかの可動接点と接触して信号が途切れることなく連続するためである。このような連続信号が所定時間以上連続すると前述した転倒状態とみなされてしまい、実際には問題の無い場合にも誤判定されてしまうことがある。
【０００７】
そこで例えば特許２８８７５５６号のようにハウジングの内側面に突起などを設けており、慣性球がハウジングの内面に沿って回転しようとした際には慣性球が突起に衝接することでその進路が乱されてハウジング内面を安定的に周回運動しないようにすることで、慣性球が可動接点との接触開離を繰り返すようにして信号が断続するようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特許２８９２５５９号
【特許文献２】特許２８８７５５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように従来の加速度スイッチは判定装置により衝撃などによる外乱での信号を地震による信号と明確に区別できるような構造とされているが、特定の条件においてはまれに地震などによる信号と合致し誤判定することがある。
【０００９】
これは外乱振動により慣性球がハウジング内を転動したあとでその転動が収束する直前に起こる現象であり、慣性球の運動が収束直前に突起を含むハウジングに当たらない位置で円運動に移行したときに発生すると考えられる。つまり慣性球が周回した場合、通常は慣性球が突起に接触することで転動方向を乱されることで可動接点との接触を解くようにされているが、特に慣性球が転動の収束直前に可動接点をほとんど撓ませない範囲で周回運動すると、突起に接触することなく互いに隣接する可動接点との接触を持続することがある。
【００１０】
そこで可動接点の数を減らして可動接点同士の距離を離したり、可動接点間に衝接部を配置したりすることで、隣接する可動接点との連続的な接触を途切れさせ持続させないようにするなどの方法が考えられている。しかし慣性球に弾性的に接触する可動接点の数が減ることにより、慣性球の動きを抑える力がはたらき難くなる。そのため特に慣性球の動作が収まりにくくなる。その結果、一枚の可動接点に接触する時間が長くなる傾向があり、まれに慣性球の動きが遅くなる転動収束直前において信号の持続時間が所定時間以上になることがある。
【００１１】
加速度スイッチからの信号が長時間持続した場合はもちろん、このように信号が断続した場合にもその信号の持続時間と発生回数が所定条件を満たすと地震としての判定条件と合致して誤判定が発生する。特に集合住宅などにおいては人の行き来する通路沿いにガスメータなどが置かれる事が多く、衝撃などの外乱を受ける機会も多くなる。そのため衝撃などの外乱振動による誤判定を発生させない構造の加速度スイッチが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで本発明の請求項１に記載の加速度スイッチにおいては、金属製ハウジング内に収納された慣性球が振動によって転動し周囲に配置された可動接点と弾性的に接触してハウジングと可動接点の電路を形成するスイッチであって、可動接点の間に弾性的に慣性球を受ける制動部材が配置され、この制動部材はハウジングと同電位であるとともに可動接点よりもハウジングの中心側で慣性球に接触する構造としている。
【００１３】
あるいは制動部材が慣性球に対して常に接触保持する構造とすることで、慣性球の不要な転動の発生を抑えている。
【００１４】
さらにハウジングの内周側面に衝接部を設け、この衝接部の突出量を慣性球がハウジング底面上を転動する際に衝接部の頂点に接触したときには慣性球が接点部材との接触を解くように設定される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば加速度スイッチの慣性球の動きは制動部材によって抑えられるので、特に慣性球の転動停止直前のように運動エネルギーが小さくなった段階では制動効果が相対的に大きくなるので、慣性球の転動動作を急速に収束させることができる。また制動部材はハウジングと同電位であるとともに可動接点よりもハウジングの中心側で慣性球と接触するので、可動接点との接触を解くことができる。さらに収束の過程で慣性球の転動範囲が可動接点に接触しない範囲になっても制動部材が接触して制動効果を与えることで、可動接点との接触はより早く解かれ誤動作の原因となるような信号の出力を防止することができる。
【００１６】
さらに制動部材で慣性球を常に保持する構造とすることにより、慣性球に対する転動の収束時の制動効果はもちろん、静止時に弱い振動を受けた場合の不要な転動の開始を押さえることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ハウジング内を転動する慣性球の特に転動収束直前の可動接点との接触動作を速やかに抑えるために、制動部材を可動接点よりもハウジングの中心側で慣性球と弾性的に接触するように配置した。この制動部材は検出するべき振動による慣性球の運動エネルギーが比較的大きい通常の動きに対しては実質的に影響を及ぼすことがなく、一方、収束直前の運動エネルギーが小さい動きに対しては相対的に大きく抑制作用が働く。そのため収束直前の慣性球を可動接点から速やかに離すことができる。
【実施例１】
【００１８】
次に図１および２を参照しながら本発明の実施例について説明する。図１は本実施例の加速度スイッチの一例を示す縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図である。なお図１の縦断面図は図２のＢ−Ｂ断面を示している。この加速度スイッチ１は金属製の円形の蓋板２を有し、この蓋板２の中央には貫通孔２Ａが穿たれており、この貫通孔２Ａには導電性のリード端子３が挿通されガラスなどの電気絶縁性充填材４により気密に絶縁固定されている。蓋板２の周縁部にはフランジ部２Ｂが設けられ、このフランジ部２Ｂには有底円筒形の導電金属製ハウジング５の開口端がリングプロジェクション溶接などの方法で気密に固定され密閉容器を構成している。こうすることで内部に封入された所定の気体、例えば窒素などの汚損防止ガスが長期間にわたり漏出しないようにするとともに、外部から不所望な気体が浸入することを防ぐことができる。このハウジング５の底面５Ａは中央から外周へと傾斜し上昇する逆円錐面状とされている。
【００１９】
リード端子３の密閉容器内部側の先端には導電材製の接点部材６が溶接などにより導電的に固着されている。この接点部材６は複数のしなやかな弾性を有した可動接点である羽根状部６Ａを有しており、各羽根状部６Ａはリード端子３を中心に後述の慣性球７を囲むように図１における下方にそれぞれ同角度で延設されることによって、羽根状部と慣性球との接触位置は円形に配設される。羽根状部６Ａは慣性球の転動時の動作方向つまりハウジング底面の傾斜方向に対して垂直に近い角度で伸びていることで、慣性球７の動きをよりしなやかに受けて接触することができる。
【００２０】
密閉容器内には慣性子たる導電性の慣性球７が収納されており、通常正規姿勢時で静止時には逆円錐面状のハウジング底面５Ａの中央に位置している。この慣性球７は鉄や銅やその合金などの導電性の固体の球であり、地震などによる所定の大きさ以上の振動によりハウジング底面５Ａ上を転動し、前記接点部材６の羽根状部６Ａと接触−開離可能にされている。ここで慣性球７はハウジング内周側面に接触する当接位置までの範囲で転動し、この当接位置で転動を制限されることにより、慣性球の中心は常に接点部材との接触部よりもハウジング中心方向に留まる。なおリード端子３と接触部材６との固着部下面には保護板８が固着されており、慣性球７の接点部材６の根元附近への衝接による接点部材の変形を防止している。
【００２１】
ハウジング５の内周側面である側壁５Ｂには内側に向かって衝接部たる突起５Ｃが図２に示す如く等間隔で４ヵ所設けられている。この突起５Ｃは例えばプレス成形等で形成されており、少なくともハウジング内周側面の１ヶ所に設けることにより慣性球７がハウジングの内周に沿って周回運動を始めたときにもこの突起に衝接することで慣性球はその進路を変えられ、羽根状部６Ａに連続的に所定時間以上接触し電路を閉じ続けることを防止できる。さらに本実施例においてはこの突起５Ｃを互いに隣接する羽根状部６Ａの間に配置し、さらに慣性球７が突起５Ｃの頂点に接触したときに慣性球と羽根状部６Ａとが接触しない位置関係とすることで、慣性球が隣接する羽根状部に同時に接触することを防止している。そのため例えば弱い振動を受けたときや振動収束時に慣性球がハウジング中央付近で羽根状部に沿った回転運動をしようとしても、羽根状部に連続的に接触することを防止できる。
【００２２】
前述した接点部材６の羽根状部６Ａの間には、金属製の制動部材９の制動部９Ａが配置されている。この制動部材９はリード端子３を避けるように貫通孔を空けられたリング状の基部が蓋板２に溶接などの方法で固定され、さらにその制動部９Ａは前述の羽根状部と同様に複数のしなやかな弾性を有している。制動部９Ａの先端は羽根状部６Ａよりも内側に入り込んでおり、羽根状部６Ａよりもハウジング中心に近い位置において慣性球７と接触する構造とされている。これら接点部材の羽根状部６Ａおよび制動部材の制動部９Ａはともに薄い金属板であり、慣性球による押圧に対しては充分に弾性変形できるが、慣性球７とハウジングの側壁５Ｂとに繰り返しかつ衝撃的に挟まれると長期間使用するうちに延展さるなどして塑性変形してしまう可能性がある。そこで実施例では羽根状部６Ａ、制動部９Ａともに慣性球７とハウジング内面５Ｂまたは突起５Ｃによって直接挟まれることのない長さとされている。そのため長期間使用しても慣性球との衝接を原因とする塑性変形が防止される。
【００２３】
本実施例の突起５Ｃは前述したようにその形状を慣性球７が突起５Ｃの頂点に接触したときに慣性球と羽根状部６Ａとが接触しない位置関係とされている。そのため慣性球７は羽根状部６Ａと接触する際には常に一枚ずつと接触し、また隣接する二枚の羽根状部に慣性球が同時に接触することはないので、慣性球がハウジング内周側面に沿って転動する際にも確実に加速度スイッチの電路が解かれ信号は途切れる。このように慣性球がハウジング内周面に沿って転動する際に慣性球に羽根状部が接触しない位置を少なくとも一ヵ所設けたことで、慣性球７がどのように転動する場合であっても接点部材６の羽根状部６Ａと慣性球７の接触は必ず断たれるので信号が持続することはない。
【００２４】
接点部材６の羽根状部６Ａは慣性球７と接触する可動接点であると同時に慣性球の転動を抑える制動板としての役割も持っている。この制動力は小さく、検出するべき大きさの振動による慣性球の転動には事実上ほとんど影響を及ぼさないが、慣性球の転動収束前のような運動エネルギーが小さくなった時点では相対的に影響が大きくなるので慣性球の転動収束を早める効果がある。そのため実施例のように慣性球に同時に接触する羽根状部の数が減ると制動力が弱くなり、その結果、慣性球の転動収束までの時間が長くなる。また慣性球をハウジング中央方向へ押し戻す力が小さくなるため慣性球と羽根状部との接触時間が長くなる傾向があり、地震判定のための所定時間に達してしまうことがありまれにそれが繰り返されて誤判定につながる可能性がある。
【００２５】
そこで本実施例においては羽根状部６Ａの補助として制動部材９の制動部９Ａを配置することで、慣性球に対する制動力を確保している。この制動部９Ａは羽根状部と同じく慣性球の運動エネルギーが大きいときにはその転動に対する実質的な影響はないが、収束直前の運動エネルギーが小さい段階では相対的に大きく作用する。その結果、誤動作を生ずる可能性のある状態から慣性球の動きをより早く収束させることができる。また、慣性球７の転動時において制動部材９と慣性球７の接触する位置が可動接点である羽根状部６Ａと慣性球７の接触する位置よりもハウジング中央側に位置する構造としたことで、慣性球の転動範囲をより早く羽根状部との接触位置よりも内側に収め、誤動作を生ずる信号の発生を抑えることができる。また制動部９Ａはハウジング側と同電位であることから慣性球７が接触しても電気信号には影響せず、地震などの振動に対する加速度スイッチ１の動作特性にも実質的な影響はない。
【実施例２】
【００２６】
次に図３および４を参照しながら第２の実施例について説明する。なお、前述の実施例と同様の部分には同じ番号を付けて詳細な説明は省略する。図３は本実施例の加速度スイッチを示す縦断面図であり、図４は図３のＣ−Ｃ断面矢視図である。なお図３の縦断面図は図２のＤ−Ｄ断面を示している。
【００２７】
この実施例の加速度スイッチ１１においては制動部材１９の制動部１９Ａを延長するとともに、その先端部近傍が慣性球７に常に接触するようにされている。こうすることにより、前述の例では慣性球７が制動部材の内側に入った時点で制動部材は影響を及ぼさなくなったのに対し、本実施例では慣性球の静止状態のうちから制動効果をあげることができる。そのため慣性球７の転動収束時により効果的に制動することができることはもちろん、加速度スイッチ１１の配置環境においてうける弱い振動などで慣性球７がハウジング中央から動きだすのを抑制することができる。
【００２８】
本実施例の制動部１９Ａもまた羽根状部６Ａと同様に充分なしなやかさを持っているので、地震などの振動による慣性球の転動に対しては実質的に影響を与えないので加速度スイッチとしての特性にも影響はない。また実施例１と比較して制動部１９Ａを延長したことにより、実施例１と同様に突起５Ｃの延長線上に制動部を配置すると慣性球７によって挟まれてしまい、長期に使用すると制動部が塑性変形を起こす可能性がある。そこで本実施例においては制動部１９Ａをハウジング５の中心軸に対して若干回転させることで、突起と制動部の位置関係をオフセットし、慣性球７がハウジング内周面に達したときにも制動部の位置には空間ができて制動部を挟み込まないようにされている。
【００２９】
本実施例によれば慣性球を常に制動部材が保持することで、慣性球の転動終了間際において収束までの時間をより短くできるだけでなく、静止状態において弱い振動などで慣性球が不要に動き出すのを確実に防ぐことができる。
【実施例３】
【００３０】
次に図５および６を参照しながら第３の実施例について説明する。本実施例においても前述の実施例と同様の部分には同じ番号を付けて詳細な説明は省略する。図５は本実施例の加速度スイッチを示す縦断面図であり、図６は図５のＥ−Ｅ断面矢視図である。なお図５の縦断面図は図６のＦ−Ｆ断面を示している。この加速度スイッチ２１においては接点部材２６の羽根状部２６Ａの数が前述した実施例の４本から８本に増やされているとともに、制動部材２９の制動部２９Ａも各羽根状部２６Ａの間に配置されることで８本とされている。また慣性球７がハウジング底面上を転動するときに制動部材２９と慣性球７の接触する位置が、可動接点である羽根状部２６Ａと慣性球の接触する位置よりもハウジング中央側に位置する構造とされている。
【００３１】
本実施例においては隣接する羽根状部同士の間隔が狭くなるため、慣性球がハウジング内周面に沿って移動した際には慣性球は突起部分の頂点に位置した場合も含めていずれかの羽根状部と接触する構造となっている。そのため大きな衝撃によって慣性球がハウジング内周面に沿って回転しようとする際には突起が慣性球の運動を乱すことで可動接点と慣性球との接触を解き、衝撃によって所定時間以上連続する信号が発生しないようにしている。可動接点である羽根状部の数を本実施例のように増やすと、慣性球の転動が収束する時などにおいて、慣性球がハウジング中心付近で羽根状部に沿って回転運動した場合には可動接点である羽根状部と連続的に接触を続ける可能性がある。しかし本実施例では各羽根状部間に設けられた制動部が羽根状部とともに慣性球の運動エネルギーを吸収して転動を早めに収束させるとともに、制動部は羽根状部よりもハウジング中心側に配置されていることによって、慣性球が羽根状部から離れても制動部による制動力が掛かり続ける。そのため慣性球はより速く羽根状部から離れるようになる。また地震判定を要しない弱い振動による転動では慣性球が制動部にあたることで羽根状部に触りにくくなる。このように慣性球の運動エネルギーが小さい場合には、慣性球は制動部によって転動距離を抑制されて羽根状部に達しにくくなり、地震以外での誤判定を生ずる信号の発生を抑えることができる。
【００３２】
上述の各実施例においては接点部材のすべての羽根状部間に制動部を配置したものを例に説明したが、例えば羽根状部８枚に対して制動部４枚を均等に配置する構造としても良い。また第３の実施例のように羽根状部や制動部の数を増やした場合にも、第２の実施例と同様に制動部が常に慣性球に接触する構造とすることができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
接点部材とは別に制動部材を設けたことによって、例えば慣性球の周回運動による連続信号の発生を防止するために接点部材を減らしたときにも慣性球に対して従来と同様の制動力を与えられるので、特に慣性球の転動が収束する直前の接点部材との接触時間を短くすることができ、地震との誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の加速度スイッチの第１実施例を示す縦断面図
【図２】図１の加速度スイッチの横断面図
【図３】本発明の加速度スイッチの第２実施例を示す縦断面図
【図４】図３の加速度スイッチの横断面図
【図５】本発明の加速度スイッチの第３実施例を示す縦断面図
【図６】図５の加速度スイッチの横断面図
【符号の説明】
【００３５】
１、１１、２１：加速度スイッチ
２：蓋板
３：リード端子
５：ハウジング
５Ｃ：突起（衝接部）
６、２６：接点部材
６Ａ、２６Ａ：羽根状部（可動接点）
７：慣性球
９、１９、２９：制動部材
９Ａ、１９Ａ、２９Ａ：制動部
【図１】
2007033089.tif 000003
【図２】
2007033089.tif 000004
【図３】
2007033089.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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